공장 업그레이드를 통한 안전과 생산성 향상

공장 업그레이드를 통한 안전과 생산성 향상

두 업계 리더는 노후된 공장에 혁신적인 안전 솔루션을 도입하여 안전과 생산성을 향상하는데 성공했습니다.

로봇 팔과 컨베이어에 절대 고장나지 않으며, 생산 목표가 상시 달성되는 스마트 팩토리를 상상해보십시오. 이 모든 것은 장비의 상태를 모니터링하고 잠재적인 오류에 대처하는 인터넷 연결 장치와 컴포넌트를 통해 실현 가능합니다.

 그러나 현재 대부분의 제조 공장의 경우, 이와는 사뭇 거리가 멉니다. 스마트 장치가 장착되지 않은 수십 년 된 장비로 가동되는 공장들이 여전히 존재합니다.

 제조업체들이 스마트 팩토리로 이동할 수 있게 만들어주는 완벽한 솔루션은 아직 존재하지 않습니다. 이러한 혁신적인 변화를 위해서는 각 장비의 기능에 대한 심도 있는 이해와 지표 추적, 올바른 장비의 사용과 설치 장소 판단을 위한 시행 착오, 그리고 데이터를 수집하고 이를 문맥화하기 위한 포괄적인 계획이 필요합니다.

 산업 기술의 진보를 발판으로, 로크웰 오토메이션은 장비제조업체original equipment manufacturers (OEMs)들이 스마트 매뉴팩처링으로 향한 여정을 시작하고 앞으로 나아갈 수 있도록 지원해주는 확장 가능한 스마트 솔루션을 개발했습니다

적시 도래

아셀레오 케어(Asaleo Care)는 호주, 뉴질랜드 및 다른 아태평양 국가의 가정 및 기업에서 일상적으로 사용되는 위생용품을 전문으로 제조 판매하는 기업입니다. 1955년부터, 이 기업의 카웨라우(Kawerau)의 공장은 뉴질랜드에서 유일하게 티슈 기반 제지를 제조합니다.

 아살레오 케어는 고품질 제품을 생산하고 지속적으로 변화하는 안전 표준을 충족하기 위해 제조 공장 및 시설 11곳에 다양한 최신기술을 지속적으로 도입하고 있습니다. 노후화 문제를 해결하고 스마트 매뉴팩처링으로 전환할 필요성을 느낀 아셀레오 케어는 티슈 장비를 위해 로크웰 오토메이션에 컨트롤러와 인버터 설계 업그레이드, 제조 및 시운전해줄 것을 요청했습니다. 아셀레오 케어의 전기 엔지니어 폴 스티븐슨(Paul Stevenson)은 “장기적으로 비즈니스를 지속하려면 경쟁력을 유지할 필요가 있었고, 그것이 업그레이드를 결정한 주요 이유”라고 설명했습니다.

안전한 생산 추진

카웨라우 공장의 기존 인버터 시스템은 아날로그 직류 시스템으로 주기적인 유지보수가 필요했습니다. 또한 30년이 다 되어 노후화 문제에 직면하고 있습니다. 시간이 지나면서 직원들은 시스템 유지보수 작업에 익숙해졌지만, 브러시를 자주 교체해주어야 했습니다.

 

로크웰 오토메이션은 이 기업이 문제와 잠재적인 위험을 평가할 수 있도록 돕고, 애플리케이션 지식에 기반해 최신 기술들이 통합된 솔루션을 설계했습니다. 이 새로운 시스템은 과도한 전기 노이즈, 모터 순환 전류 등 기존 인버터 시스템과 관련된 다양한 요소들을 고려해 설계되었습니다. 새로운 시스템은 또한 안전 속도 모니터링 및 안전 게이트를 갖춘 Allen-Bradley® GuardLogix® 컨트롤러를 사용하여 통합 안전 제어를 제공하도록 설계되었습니다.

업그레이드에는 티슈 장비 라인을 위한 새로운 모터와 8대의 Allen-Bradley PowerFlex® 인버터가 포함되었습니다. 액티브 프론트 엔드(AFE) 기능은 에너지 절약을 위한 회생 제동을 제공해주었고 모든 공통 버스 라인 드라이브의 고조파를 완화해주었습니다. 두 개의 AFE를 병렬로 위치시킨 DC 버스의 용량은 2,470 Amp에 달해 모든 티슈 장비의 공통 버스 드라이브 시스템을 위한 전력을 제공하였습니다.

간단한 시운전

 로크웰 오토메이션 글로벌 솔루션팀은 지난 몇 년 동안 개발된 다양한 소프트웨어 표준을 보유하고 있습니다. 이러한 표준들은 장비가 처음부터 올바르게 설정될 수 있도록 만들어 위험을 감소시키는데 도움이 됩니다.

 호주 시드니에 위치한 레인 코드 조립 센터(Lane Cove Assembly Centre)가 이 공장을 위한 전체 솔루션을 설계, 제조 및 공급했습니다. 시운전 중에 다운타임을 최소화하기 위해 이 센터에서 완전한 공장인수검사(FAT)를 수행하여 설치 전에 장비를 테스트해볼 수 있었습니다.

 “이 장비들은 중단할 수 있도록 설계되지 않았고, 공급 채널의 측면에서 그러한 과정이 용납되지 않았기 때문에 시간이 관건이었다. 다운타임을 최소한으로 유지하고 두 주간의 중단 시간을 최대한 활용하여 추가적인 작업을 현장에서 완수할 필요가 있었다"고 아살레오 케어의 프로젝트 관리지 폴 커솝(Paul Kirsopp)은 말했습니다. 그는 "프로젝트와 관련된 모든 사람들이 협력했기 때문에 공장에서 두개의 다른 주요 업그레이드를 진행하며 프로젝트를 수행해야 하는 어려움 속에서도 예정보다 일찍 시스템을 공급할 수 있었다”고 덧붙였습니다.

미래를 위한 준비를 갖춘 공장

 업그레이드의 결과로, 더 많은 진단 정보와 지원 레벨에 액세스할 수 있게 되어, 시스템에 대한 접근, 보수 및 유지관리가 향상되었습니다. 노후된 장비들의 안정성이 향상되었고 제공되는 고급 기능들 덕분에 향상된 생산성을 유지할 수 있게 되었습니다.

 이 프로젝트는 공장에 새로운 시스템과 기술을 도입하는 것 그 이상의 역할을 했습니다. 티슈 장비와 제지 장비에 대한 전문적인 경험을 바탕으로, 글로벌 솔루션 팀은 카웨라우 공장에 기계와 장비에 대한 심도 있는 지식과 통찰을 제공해주었습니다.

 공장의 시스템은 이제 방대한 양의 기술 입력을 필요로 하지 않습니다. 또한 안정성 향상이라는 주요 성과를 통해, 속도가 붙으면 생산성도 증가하기 시작할 것입니다. 커솝(Paul Kirsopp)은 "이뿐만 아니라, 장비가 전보다 훨씬 더 조용하게 가동 되어 가끔 장비가 가동되고 있는지 확인을 해보아야 할 정도"라고 말했습니다.

또 다른 안전 리더

 모든 지속 가능한 비즈니스의 핵심 요소는 직원, 장비, 공정의 생산성뿐만이 아닙니다. 연구조사에 따르면 안전을 생산성과 마찬가지로 중요하게 생각하는 업계 선두기업들은 더 높은 전체 장비 효율성(OEE)을 달성하는 것으로 나타났습니다.

 공장과 시스템 업그레이드를 통해 성공을 거둔 또 다른 호주 기업이 있습니다.

 호주와 뉴질랜드 최대의 미디어 기업 페어팩스(Fairfax)는 뉴 사우스 웨일즈의 탬워스(Tamworth)에서 1997년부터 지금까지 동일한 인쇄 프레스를 가동하고 있습니다. 중고 장비로 구축된 이 프레스는 약 25~30년 정도 되었습니다.

 미디어 업계의 기업들은 새로운 기술에 투자하고 광범위한 지역에 서비스를 제공할 수 있도록 인쇄 센터를 통합해나가는 추세입니다. 이에 따라, 페어팩스는 탬워스에 있는 이 인쇄 프레스를 재구축하여 시설을 새롭게 탈바꿈하기로 했습니다.

 탬워스 프레스 인쇄 센터는 매주 15~20톤의 뉴스지를 발간합니다. 이외에도, 다른 인쇄 운영 작업들을 수행합니다. 안전을 최우선 가치로 삼고 이러한 생산 요구사항을 지속적으로 충족하기 위해 페어팩스는 고스 인터네셔널(Goss International)과 로크웰 오토메이션이 참관한 가운데 위험 평가를 수행했습니다.

통합 제어 및 안전

 위험 평가 결과에 기반하여, 페어팩스는 로크웰 오토메이션에게 혁신적인 안전 솔루션을 현장에 구축해줄 것을 요청했습니다. 이 솔루션을 통해, 통합 제어 및 안전 분야의 최신 기술에 기반한 프레스는 긍정적인 안전 기록을 확보할 수 있게 되었습니다.

 프로젝트의 성공에 핵심이 된 것은 효과적인 안전, 드라이브 및 프로세스 제어를 제공하는 완전 통합 솔루션이었습니다.

 GuardLogix 안전 컨트롤러가 이 솔루션의 주요 컴포넌트로 사용되었습니다. 컨트롤 및 드라이브 시스템은 프레스가 저속에 도달할 때까지 특정 안전 보호장치가 개방될 수 없도록 하고, 부적절한 시기에 장치 보호구가 개방되면 프레스가 정지되어 부상을 방지하도록 설정되었습니다.

 이 솔루션에는 DeviceNet™가 포함되어 Safety IO와 GuardLogix 간의 통신을 지원해 통합 안전, 드라이브 및 프로세스 컨트롤을 제공할 수 있도록 하였고, ControlNet™ 통신을 이용해 제어 시스템과 연결된 프레스에 전원을 제공하기 위해 PowerFlex DC 드라이브 4대가 포함되었습니다. 보호를 위해서는 프레스 전반의 가드들에 Sipha™ 센서 110여 대가 설치되었습니다. 이뿐만 아니라, 가드들의 상태를 표시해주는 PanelView™ 그래픽 터미널이 사용되어 신속하게 문제를 해결할 수 있도록 했습니다.

안전 보호 기록

 프레스는 인쇄 타워 6개, 릴 스탠드 6개, 신문을 접어주는 폴더 2개로 구성됩니다. 이 인쇄 라인은 하나의 프레스로 구동될 수도 있고, 2대의 프레스로 각각 구동(각각 인쇄 타워 3대와 폴더 1대로 구성)될 수도 있습니다. 이를 가능하게 하기 위해, 안전 시스템에 영역을 구분했습니다. 하나의 프레스로 사용되는 경우, 프레스의 모든 안전 정지가 활성화되지만, 2대로 분리 구동되면, 프레스 하나의 안전 정지 장치가 다른 프레스를 제어하지 않습니다.

 모든 것을 중단시킬 수 있는 비상 정지도 있고, 손가락이 들어가거나 심각한 부상이 발생하는 것을 방지하기 위해 프레스에만 150여 개의 가드가 있지만, 가드 사용은 유지보수를 번거롭게 만들고, 생산에 문제를 야기할 수 있습니다.

 탬워스 프레스의 공장 관리자 데이빗 해지스(k environment for staff that we wanted to achieve,” said )는 “새로운 솔루션이 설치된 후 생산이나 유지보수가 지연되는 일이 사라졌다. 덕분에 모두가 원하던 안전과 작업 환경을 확보했다”고 말했습니다.

 뿐만 아니라, 컴포넌트들이 큰 안정성을 제공하여, 프레스 작업자들은 모든 가드가 정확하게 작동하는지 확인하기 위해 월별 체크목록을 구현했습니다.

 프레스가 설치된 후, 지금까지 스위치에는 고장이 발생한 적이 없으며, 프레스에 높은 수준의 보호가 제공되어 부상이나 위험한 순간도 없었습니다. 이를 통해 2,369일이라는 그룹 내 최장 무재해 기록을 달성할 수 있었습니다.

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